近日，东莞理工学院逯瑶副研究员联合南方科技大学物理系提出一种交错层结构设计并实现了高柔性和高热电性能的Bi2Te3基单晶薄膜材料与器件，逯瑶副研究员为第一作者。相关成果以“Staggered-layer-boosted flexible Bi2Te3 films with high thermoelectric performance”为题发表于Nature Nanotechnology。
热电技术利用Seebeck效应和Peltier效应可以实现热能和电能的直接相互转换，是极具发展潜力的清洁能源技术。柔性热电材料和器件可以贴附在生物体表，通过收集生物体温进行发电，可为迅猛增长的穿戴式/植入式电子设备持续性供电，因而受到越来越多的重视。发展高性能柔性无机热电材料，进行材料结构-性能关联性研究，是推动热电技术走向柔性电子自供能应用的关键。
本研究展示了从相应单晶剥离出来的基于Bi2Te3的薄膜在1000次弯曲周期内的良好柔韧性，以及4.2（p型）和4.6（n型）mW m-1 K-2 的高功率因数。这种前所未有的可弯曲性归因于原位观察到的交错层结构，这种结构是在薄膜制备过程中自发形成的，可在保持良好导电性的同时促进应力传播。令人意想不到的是，交错层作为类施主杂质极少影响薄膜的载流子传输，从而保持了其卓越的热电性能。本研究的柔性发电机在 60K的温差条件下显示出321 W m-2 的高归一化功率密度。柔性热电薄膜的这些高性能不仅为可穿戴电子设备提供了有用的范例，而且还为无机半导体的结构-性能操纵提供了重要的启示。日本材料科学研究所Takao Mori教授在《Nature Nanotechnology》NEWS&VIEWS专栏专门发表评论文章（https://doi.org/10.1038/s41565-023-01464-6），论述了该项柔性热电技术重要成果，展望了其在可穿戴电子器件领域的应用前景。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41565-023-01457-5
（撰稿：逯瑶；一审及二审：科研部成果管理科；三审：李长平）
课题组及负责人简介：逯瑶博士现为东莞理工学院高层次学科骨干人才、特聘副研究员、硕士生导师，兼职任南方科技大学物理系访问学者、松山湖材料实验室客座专家以及Materials Futures期刊（ESCI收录）青年编委，获评“东莞市特色人才二类”。主要从事柔性/微型热电技术领域研究工作，以第一/通讯作者在Nat. Nanotech.，Energy Environ. Sci.，Mater. Today Phys.，ACS Appl. Mater. Interfaces等国际顶级期刊发表论文十余篇，授权国家发明专利7项，主持博士后创新人才支持计划、博士后科学基金面上项目、深圳市科技创新人才培养项目、广东省基础与应用基础研究基金区域联合基金、松山湖材料实验室开放课题等多项科研项目。
